流行病学-病因及其病因因果推断课件

1病因和病因推断CauseofDiseaseandCausalInference2流行病学方法描述流行病学分析流行病学实验流行病学理论流行病学

流行病学既是一门应用学科,也是逻辑性很强的科学研究方法.它以医学为主的多学科知识为依据,利用观察和询问等手段来调查社会人群中疾病和健康状况,描述频率和分布,通过归纳、综合和分析提出假说，进而采用分析性研究对假说进行检验，最终通过实验研究来证实。在对疾病的发生规律了解清楚之后，还可以上升到理论程度，用数学模型预测疾病。流行病学的研究方法3

描述性流行病学描述疾病或健康状态的分布，提出假设分析性流行病学检验或验证科学的假设实验流行病学证实或确证假设理论流行病学建立数学模型预测疾病疾病病因疾病的病因和危险因素究竟怎样通过流行病学来研究？4

横断面研究

描述流行病学

生态学研究观察法

筛检

分析流行病学

病例对照研究

队列研究

临床试验实验法

实验流行病学

现场试验

社区干预试验

数理法

理论流行病学数学模型

流行病学研究方法分类5死亡统计资料疾病统计资料人口统计资料疾病监测资料现况研究特殊调查资料（专题调查）常规报表资料调查的资料

病因假设整理、归纳整理、归纳用描述性流行病学方法研究疾病的分布描述性研究6种类与方法普查抽样调查遵循随机化原则，抽取有代表性的样本，并通过样本信息推断总体特征。单纯随机抽样系统抽样整群抽样分层抽样横断面研究的种类和方法7

是否患病因素暴露情况因素暴露情况

时间现在

过去目标人群病例组对照组＋

－－＋既往回忆既往回忆收集回顾性资料分析性研究8目标人群暴露组非暴露组随访观察发病情况

时间暴露因素现在将来发病情况＋－－＋分析性研究9时间顺序

过去

现在

将来

历史性队列双向性队列前瞻性队列回顾性收集已有的历史资料继续前瞻性收集资料前瞻性收集资料分析性研究10目标人群（动物）随机原则实验组对照组

给予干预措施

随访观察结局疾病发生死亡疾病好转

时间

现在

将来

给予对照措施实验性研究11

OnMay20,1747JamesLind

isreadytobeginthefirstclinicalnutritionexperiment.12group1drankonequartofcideradaygroup2gargledwithsulfuricacid

group3hadtwospoonfulsofvinegar,3timesadaygroup4drank1/2-pintseawateradaygroup5drankbarleywater

group6atetwoorangesand1lemonadayHowdidheconducthisexperiment?

13Whathappened?Onlysailorswhoatetheorangesandlemonfeltbetter.Infact,inonlysixdaystheyfeltgreatandwereabletostartworkingagain.Theothersailorsintheexperimentfeltworse.

14盲法

(blinding)减少研究对象和研究者主观因素的影响(信息偏倚)实验性研究15Justkidding：双盲实验

患者家属：医生，流行病学家采用的双盲试验是这个意思吗？？？医生患者护士16单盲(singleblind)17双盲(doubleblind)18三盲(tripleblind)19开放试验(opentrial)不可能实现盲法外科手术锻炼饮食教育……主要内容

(outline)

病因的概念

（conceptsofcausation）

因果关联的推断（inferenceofcausalassociation）

病因推断的标准

(criteriaofcausalinference)病因的概念conceptsofcausation流行病学的目的是预防疾病。为了达到这个目的，我们有必要首先了解疾病是怎样发生的。自从有了人类社会以来，人类尤其是医学家们就关心疾病发生的原因—病因（Cause)。鬼神、上帝、天意金木水火土人活的传染物迷信阶段朴素唯物主义生物学病因的萌芽病原物环境宿主三角模式生理社会物化机体轮状模式病因网模型一、疾病病因概念的发展（Developmentofcausationinhistory）

病因的概念conceptsofcausation

（一）迷信阶段古代人常将疾病的发生归因于：上帝，天意、鬼神。在古代希伯来认为，疾病是由于人类的罪恶，惹怒了上帝而引起的。遵守摩西的《十戒》，就永远不会生病。由于都信仰一个上帝，摩西的《十戒》成为疾病健康的主宰者。认为信仰上帝，才能给人带来健康。因此，人们靠祈祷、拜佛及求神等方式以求平安无病。

（二）朴素唯物主义阶段

现代医学之父

主要的流行病学著作：《EpidemicⅠ》《EpidemicⅢ》《OnAirs,WatersandPlaces》Hippocrates(460-377BC)阳光、空气和运动是最好的医生。

公元前5世纪，现代医学之父Hippocrates在它所著“airs、waterandplace”一书中认为，人所处的外部环境（季节、地区、水等）与疾病发生，有着密切的关系。当医生来到新的地区时，必须观察该地区的地势、气流状态和日照，还要知道该地区的饮水是来自湿地、还是来自河水，是硬水，还是软水。Hippocrates在《流行病》中详细地描述了肺结核、斑疹伤寒、流行性腮腺炎、疟疾等疾病。并用“Epidemic”来表示疾病的流行。这是关于流行病学的最初描述。在中国最早在《史记》中,用“疫”、“大疫”等来表示传染病的流行。在日本，现在流行病学仍称成为《疫学》。现在，把传染病流行地区称为疫源地、疫区等。（三）生物学病因的萌芽

在人类的漫长历史中，严重损害人类健康的疾病是传染病。例如：鼠疫、霍乱、天花等传染病广泛流行，严重的威胁人类的生命和健康。公元前1570—1085年埃及的木乃伊和公元前1157年的埃及法老--拉米西斯五世（RamsesV）木乃伊的脸上可见到很典型的天花留下来的疤痕。病因模型（causalmodel）

三角模型（epdemiologicaltriad）疾病因素轮状模型（wheelmodel）病因网络模型(webofcausation)ModelofDisease环境Environment病因Agent宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）宿主环境病因健康（health）宿主环境病因疾病（disease）失衡三角模型（epidemiologicaltriad）环境病因宿主AgentEnvironmentalHost病因Agent环境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent环境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent环境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent环境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）病因Agent环境Environmental宿主Host三角模型（epidemiologicaltriad）轮状模型（wheelmodel）HumanOrganismGeneticCodesSocial/PsychologicalEnvironmentChemicalEnvironmentBiologicalEnvironmentPhysicalEnvironment生物环境社会环境遗传内核理化环境宿主健康Health理化环境生物环境社会环境宿主遗传内核失衡疾病Disease轮状模型（wheelmodel）生物环境社会环境理化环境先天性代谢异常Inbornerrorofmetabolism

宿主遗传内核健康Health生物环境社会环境理化环境健康Health

宿主遗传内核麻疹Measles

病因网络模型（webofcausation）MorbidityandMortality(Stroke,MI)BiologicalRiskFactors

(Hypertension,BloodLipids,Homocysteine)GeneticRiskFactors(FamilyHistory)BehavioralRiskFactors(Cigarette,Diet,Exercise)EnvironmentalFactors(SocioeconomicStatus,WorkEnvironment)病因网络模型（webofcausation）BEINGSModel

PreventablecausesofdiseaseBiologicfactorsandBehavioralfactorsEnvironmentalfactorsImmunologicfactorsNutritionalfactorsGeneticfactorsServices,Socialfactors,andSpiritualfactors充分病因和必要病因概念充分病因(sufficientcause)是指有该病因存在，必定（概率为100％）导致疾病发生。必要病因(necessarycause)是指有相应疾病发生，以前必定（概率为100％）有该病因存在。

按病因是否充分或必要分类充分且必要病因传统因果观；几乎不存在必要但不充分病因传染病病原体；Vit缺乏症的Vit不足充分但不必要病因致死量的毒物；实际也不存在不充分且不必要病因吸烟——肺癌Acausalrelationshipwouldberecognizedtoexistwheneverevidenceindicatesthatthefactorsformpartofthecomplexofcircumstancesthat

increasestheprobabilityoftheoccurrenceofdisease

andthatadiminutionofoneormoreofthesefactorsdecreasesthefrequencyofthatdisease.----Lilienfeld(1980)病因的定义（definitionofcausation）

LilienfeldAM.（1920-1984）约翰.霍普金斯大学流行病学教授那些能使人群发病概率升高的因素，就可认为是疾病的病因；当其中某个或多个因素不存在时，人群的疾病频率就会下降。病因的定义（definitionofcausation）

LilienfeldAM.（1920-1984）约翰.霍普金斯大学流行病学教授

流行病学（epidemiology）?

研究人群中疾病的分布及其决定因素（或影响因素），并研究防制疾病及促进健康的策略和措施的科学。

（一）用描述性流行病学方法研究疾病的分布。（二）根据疾病分布的特点，建立病因假设。（三）用分析流行病学方法或实验流行病学方法验证病因假设。（四）病因推断。（一）用描述性流行病学方法研究疾病的分布常规报表资料

(死亡统计资料、疾病统计资料、人口统计资料,疾病监测等）调查的资料(现况研究,特殊调查资料)

按人群，时间和地点特征归纳整理资料，

描述疾病的人群分布、时间分布和地区分布

疾病分布特点（二）根据疾病分布的特点，建立病因假设

建立病因假设方法：求同法(methodofagreement)

差异法(differentialmethod)

共变法(methodofconcomitantvariation)

类推法(analyticalepidemiology)差异法：

如果两组人群疾病频率有明显不同，而两组人群在某种因素上也有差异,则这种因素很可能成为该病的原因。例如:大骨节病的病因研究

大骨节病双手呈短指畸形

国际医学界称本病为卡辛—贝克氏病（Kaschin－BeckDisease）。大骨节病在中国病情重、分布范围广，主要发生于黑、吉、辽、陕、晋、甘、藏、青等15个省，在国外主要分布于西伯利亚东部和朝鲜北部，多分布于山区和半山区，平原地区少见。本病基本病变是发育中儿童的关节透明软骨的变形与坏死继发的骨关节炎。

1965年9月杨建伯教授到黑龙江省尚志县元宝屯调查大骨节病。总人口2300人，汉族：2123人，朝鲜族：177人。黑龙江省尚志县元宝屯大骨节病的调查

民族调查人数病人数检出率（%）汉族朝鲜族426172145234.01.1求同法：相同事件之间找共同点

如果不同情况下的病人均具有类同的因素时，则这种因素有可能是该病的病因。

短肢畸形的孩子

1960-1961年间，在西欧诸国家，特别是德国和英国等国，新生儿患短肢畸形明显增加。其临床特点是四肢缺损，故称为“短肢畸形”或“海豹肢畸形”，还可发生无耳、无眼、缺肾、心脏畸形等。当时即引起医学界的关注。

反应停具有一定的镇静安眠的作用，而且对孕妇怀孕早期的妊娠呕吐疗效极佳。反应停便成了“孕妇的理想选择”，在欧洲、亚洲、非洲、澳洲和南美洲被医生大量给予孕妇以治疗妊娠呕吐。国家反应停销售量(公斤)短肢畸形例数奥地利2078比利时25826英国5769349荷兰14025挪威6011葡萄牙372瑞士1136德国300995000

反应停与短肢畸形之间关系

（3）共变法：

某一个因素的量变引起某病发病率变化时，则这种因素有可能成为该病的病因。5859606162

年份2010515010050短指畸形的例数反应停的销售量

德国的反应停销售量与短肢畸形的时间分布（4）类推法：疾病分布与病因已明的疾病的分布特征相似，推测两者有共同的病因。

硒与大骨节病之间关系？克山病---硒有联系克山病与大骨节病相似。硒与大骨节病之间有关系。（三）用分析流行病学方法或实验流行病学方法验证病因假设。

分析流行病学方法(analyticalepidemiology)1.病例对照研究(casecontrolstudy)2.队列研究(cohortstudy)

实验流行病学(experimentalepidemiology)1.病例对照研究方法

假设：某因素与疾病之间可能有联系？

疾病

因素暴露情况因素暴露情况

时间现在

过去人群病例组对照组假设：服用反应停与短肢畸形有联系？畸形儿的母亲正常儿母亲病例组对照组怀孕后0-8周用过反应停时间过去现在假设：服用反应停与短肢畸形有联系5090怀孕后0-8周用过反应停时间342X2=69.40,P<0.001,OR=93.568.0%2.0%过去

现在

畸形儿的母亲正常儿母亲2.队列研究方法验证病因假设假设：某因素与疾病之间可能有联系。人群暴露组非暴露组随访观察疾病的发生情况发病率

时间

因素现在将来假设：服用反应停与短肢畸形有联系？暴露组非暴露组怀孕后0-8周用过怀孕后0-8周未用过随访观察短肢畸形的发生情况短肢畸形的发病率

时间现在

将来假设：服用反应停与短肢畸形有联系？暴露组怀孕后0-8周用过非暴露组随访观察短肢畸形的发生情况2421485105142.0%0.2%

发病率

时间RR=175,AR=41.76%短肢畸形现在

将来

1961年12月后西德市场停止出售反应停，从1962年中出生的儿童便很少发生这种畸形。这亦可看作“干预研究”的例子。反应停灾难事件反生后，不少国家建立了先天性畸形监测系统，加强了药物流行病学研究，改进药物筛选方案，生产与管理方法。人群随机实验组对照组

给于这种措施

随访观察结局疾病发生死亡疾病好转

时间

现在将来3.实验流行病学方法验证病因假设假设：某因素与疾病之间可能有联系假设：乙型肝炎疫苗后可产生抗体？实验人群实验组对照组随访观察乙肝抗体情况抗体阳性率

随机分组

时间现在将来给与乙型肝炎疫苗给生理盐水乙型肝炎疫苗人群免疫学效果观察实验人群随机分组实验组

对照组

给与乙型肝炎疫苗随访观察乙肝抗体情况565460196.4%1.6%

抗体阳性率

时间将来现在

病因推断中暴露因素与疾病关联的解释

Associationbetweenexposureanddiseaseincausalinference

统计学关联（statisticsassociation）虚假关联（spuriousassociation）

间接关联（indirectassociation）

暴露与疾病exposureanddisease有无统计学关联?statisticalassociation有无偏倚?bias有时间先后否?temporalsequence统计关联到因果关联

FromEpidemiologicalAssociationtoCausationE与D有统计关联否有偏倚否有时间先后否

因果关系判断进程提出假设排除偶然排除虚假前因后果关联的分类关联偶然关联有统计学意义关联非因果关联（选择、测量或混杂偏倚）因果关联（有时间先后）间接因果关联（间接病因）直接因果关联（直接病因）关联分类总结

关联的强度

关联的重复性

关联的时间顺序病因与疾病分布一致终止效应剂量反映关系关联的特异性关联的生物学合理性病因推断标准criteriaofcausalinferencestrengthconsistencytemporalitycoherence

reversibilitydose-responserelationshipspecificitybiologicplausibility因果推断标准(1)--关联的强度关联强度越大，为因果的可能性越大

Astrongassociationbetweenpossiblecauseandeffect,ismorelikelytobecausalthanaweakassociation.

关联强度的测定:RR,ORmeasurementofstrength

criteriaofcausalinference1--strength因果推断标准(1)--关联的强度criteriaofcausalinference1--strength不同人群、不同地区、不同时间、不同类型的研究少数或个别研究不同甚或相反的结果并不能简单地反驳因果假设多数得到一致结果的研究可能遭遇共同的偏倚研究间不同的结果可能是因为某些因素的修正作用因果推断标准(2)－关联的重复性criteriaofcausalinference2--consistency因果推断标准(3)－时间顺序前因后果：唯一必须满足的标准实验性研究队列研究采用新病例的病例对照研究生态趋势研究横断面研究>>时间暴露结局criteriaofcausalinference3--temporaliryThecausemustprecedetheeffect.因果推断标准(4)－病因与疾病分布一致criteriaofcausalinference4--coherence饮食脂肪摄入与乳腺癌发病Correlationbetweendietaryfatintakeandbreastcancerbycountry因果推断标准(5)－终止效应这是强有力的反证病因关系的一种方法。例如戒烟与肺癌的关系研究中，我们发现戒烟后，人群肺癌死亡率下降。criteriaofcausalinference5--reversibilityWhenremovalofapossiblecauseresultsinreductionofdiseaserisk,thelikelihoodoftheassociationbeingcausalisstrengthenedForexample,smokerswhogiveupsmokinghavealowerriskoflungcancerthanthosewhocontinuetosmoke.因果推断标准(6)－剂量反映关系

Adose-responserelations